Um effiziente Adjuvantien rational zu gestalten, haben wir die Poly-Milchsäure-Co-Glykolsäure-Nanopartikel-stabilisierte Pickering-Emulsion (PNPE) entwickelt. Das PNPE besaß eine einzigartige Weichheit und eine hydrophobe Schnittstelle für einen potenten zellulären Kontakt und bot eine Antigenladung mit hohem Gehalt, was die zelluläre Affinität des Abgabesystems zu Antigen-präsentierenden Zellen verbesserte und eine effiziente Internalisierung von Antigenen induzierte.
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Methodenartikel
Zelluläre Affinität der partikelstabilisierten Emulsion zur Förderung der Antigeninternalisierung
* These authors contributed equally
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die zelluläre Affinität von Mikro-/Nanopartikeln ist die Voraussetzung für zelluläre Erkennung, zelluläre Aufnahme und Aktivierung, die für die Wirkstoffabgabe und Immunantwort unerlässlich sind. Die vorliegende Studie entstand aus der Beobachtung, dass die Auswirkungen von Ladung, Größe und Form fester Partikel auf die Zellaffinität normalerweise berücksichtigt werden, aber wir erkennen selten die wesentliche Rolle von Weichheit, dynamischem Umstrukturierungsphänomen und komplexer Grenzflächeninteraktion in der Zellaffinität. Hier entwickelten wir die Polymilch-Co-Glykolsäure (PLGA) nanopartikelstabilisierte Pickering-Emulsion (PNPE), die die Mängel starrer Formen überwand und die Flexibilität und Fließfähigkeit von Krankheitserregern simulierte. Es wurde eine Methode entwickelt, um die Affinität von PNPE zu Zelloberflächen zu testen und die anschließende Internalisierung durch Immunzellen zu erarbeiten. Die Affinität von PNPE zu biomimetischen extrazellulären Vesikeln (bEVs) - dem Ersatz für dendritische Knochenmarkzellen (BMDCs) - wurde unter Verwendung einer Quarzkristallmikrowaage mit Dissipationsüberwachung (QCM-D) bestimmt, die eine Echtzeitüberwachung der Zellemulsionsadhäsion ermöglichte. Anschließend wurde das PNPE verwendet, um das Antigen (Ovalbumin, OVA) zu verabreichen, und die Aufnahme der Antigene durch BMDCs wurde mit konfokalem Laser-Scanning-Mikroskop (CLSM) beobachtet. Repräsentative Ergebnisse zeigten, dass die PNPE sofort die Frequenz (ΔF) verringerte, wenn sie auf die bEVs traf, was auf eine schnelle Adhäsion und eine hohe Affinität der PNPE zu den BMDCs hindeutet. PNPE zeigte eine signifikant stärkere Bindung an die Zellmembran als PLGA-Mikropartikel (PMPs) und AddaVax-Adjuvans (bezeichnet als tensidstabilisierte Nanoemulsion [SSE]). Darüber hinaus wurde aufgrund der erhöhten zellulären Affinität zu den Immunzyten durch dynamische Krümmungsänderungen und laterale Diffusionen die Antigenaufnahme im Vergleich zu PMPs und SSE gesteigert. Dieses Protokoll liefert Erkenntnisse für die Entwicklung neuartiger Formulierungen mit hoher Zellaffinität und effizienter Antigeninternalisierung und bietet eine Plattform für die Entwicklung effizienter Impfstoffe.
Einleitung
Zur Bekämpfung epidemischer, chronischer und infektiöser Krankheiten ist es unerlässlich, wirksame Adjuvantien für prophylaktische und therapeutische Impfungen zu entwickeln 1,2. Idealerweise sollten die Adjuvantien eine ausgezeichnete Sicherheit und Immunaktivierungbesitzen 3,4,5. Es wird angenommen, dass die effektive Aufnahme und Verarbeitung von Antigenen durch Antigen-präsentierende Zellen (APCs) ein wesentliches Stadium in den nachgeschalteten Signalkaskaden und der Initiierung der Immunantwort....
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Protokoll
Alle in diesem Protokoll beschriebenen Methoden wurden vom Institut für Verfahrenstechnik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften genehmigt. Alle Tierversuche wurden in strikter Übereinstimmung mit den Vorschriften für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren und der Richtlinie für die ethische Überprüfung von Tieren (China, GB/T35892-2018) durchgeführt.
1. Herstellung und Charakterisierung von PLGA-Nanopartikeln
- Herstellung von PLGA-Nanopartikeln (PNPs)
- 0,5 g Polyvinylalkohol (PVA) werden zu 120 ml entionisiertem Wasser bei 90 °C gegeben und gerührt, bis sie vollständig aufgelöst sind, um die PVA-....
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Ergebnisse
Eine einfache einstufige Sonifikation wurde verwendet, um PNPE zu erhalten. Zunächst bereiteten wir einheitliche PNPs für den Einsatz als Festkörperstabilisator vor (Abbildung 1A). Die Morphologie der PNPs wurde durch REM beobachtet, was zeigt, dass sie meist einheitlich und kugelförmig sind (Abbildung 1B). Die hydrodynamische Größe und das Zetapotenzial der Formulierungen wurden mittels DLS detektiert. Der Durchmesser der PNPs betrug 187,7 ± 3,5 nm und.......
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Diskussion
Wir haben die PLGA-Nanopartikel-stabilisierte Öl/Wasser-Emulsion als Abgabesystem für eine verbesserte Antigeninternalisierung entwickelt. Das präparierte PNPE besaß eine dicht gepackte Oberfläche, um den Landeplatz zu unterstützen, und eine einzigartige Weichheit und Fließfähigkeit für einen starken zellulären Kontakt mit der Immunzellmembran. Darüber hinaus bot die Öl/Wasser-Schnittstelle eine hochgradige Antigenbeladung, und amphiphiles PLGA verlieh PNPE eine hohe Stabilität für den Transport von Antigenen zu Immunzel.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde unterstützt durch ein Projekt, das vom National Key Research and Development Program of China (2021YFE020527, 2021YFC2302605, 2021YFC2300142), From 0 to 1 Original Innovation Project of Basic Frontier Scientific Research Program of Chinese Academy of Sciences (ZDBS-LY-SLH040), der Foundation for Innovative Research Groups der National Natural Science Foundation of China (Grant No. 21821005), unterstützt wurde.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| AddVax | InvivoGen | Vac-adx-10 | |
| Zellsieb | Biosharp | BS-70-CS | 70 μ m |
| Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop (CLSM) | Nikon | A1 | |
| Cy3 NHS Ester | YEASEN | 40777ES03 | |
| DAPI Färbelösung | Beyotime | C1005 | |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Gibco | 16000-044 | |
| FITC Phalloidin | Solarbio | CA1620 | |
| Mastersizer 2000 Partikelgrößenanalysator | Malvern | ||
| Micro BCA Protein Assay Kit | Thermo Science | 23235 | |
| Membranemulgierungsgerät | Zhongke Senhui Microsphere Technology | FM0201/500M | |
| Mini-Extruder | Avanti Polar Lipids, Inc | ||
| NANO ZS | Malvern | JSM-6700F | |
| Polycarbonat-Membranen | Avanti Polar Lipide, | ||
| Poly (Milchsäure-Co-Glykolsäure) (PLGA) | Sigma-Aldrich | 26780-50-7 | Mw 7.000-17.000 |
| Poly-L-Lysin-Lösung | Solarbio | P2100 | |
| Poly (Vinylalkohol) (PVA) | Sigma-Aldrich | 9002-89-5 | |
| QSense Siliziumdioxid-Sensor | Biolin Scientific | QSX 303 | Oberflächenrauheit < 1 nm RMS |
| Quarzkristall-Mikrowaage | Biosharp | Q-SENSE E4 | |
| RPMI Medium 1640 basic | Gibco | C22400500BT | L-Glutamin, 25 mM HEPES |
| Rasterelektronenmikroskopie (REM) | JEOL | JSM-6700F | |
| Squalen | Sigma-Aldrich | 111-02-4 |
Referenzen
- Ma, G., Gu, Z., Wei, W. Advanced vaccine delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 183, 114170(2022).
- Sharma, J., Carson, C. S., Douglas, T., Wilson, J. T., Joyce, S. Nano-particulate platforms for vaccine delivery to enhance antigen-specific cd8(+) t-ce....
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Nachdrucke und Genehmigungen
